JP6192048B2 - コンデンサヘッドホンユニット及びコンデンサヘッドホン - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサヘッドホンユニット及びコンデンサヘッドホンに関するものである。

コンデンサヘッドホンは、振動板の両側に固定極を配置してなる電気音響変換器を備えている。この電気音響変換器を収納したヘッドホン筐体がヘッドバンドの端部にそれぞれ固定されている。コンデンサヘッドホンを利用者が装着すると、ヘッドバンドで保持されている電気音響変換器が、利用者の両耳に対して対向する位置になるように構成されている。

コンデンサヘッドホンは、振動板に成極電圧が印加された状態で、各固定極に対して音声信号電圧を加えて振動板を振動させ、音声を出力する（例えば、特許文献１を参照）。

振動板の両側に配置される固定極には、振動板の振動により出力された音声が通過するための連通孔（音孔）が形成されている。コンデンサヘッドホンの利用態様において、利用者の耳介方向を前方とした場合、振動板の前方側に配置される固定極と、振動板の後方側に配置される固定極がある。

前方側の固定極は、利用者の耳介に対向している。したがって、この利用者の発汗などにより生じた湿気は、前方側の固定極の音孔を通じて振動板にまで至る。このような湿気が固定極及び振動板において結露すると、固定極と振動板とを絶縁している絶縁座の表面抵抗率が低下することになる。このような表面抵抗率の低下が生ずると、沿面放電などが発生しやすくなる。この沿面放電は、出力される音声に雑音が混入する原因になったり、コンデンサヘッドホンユニットの故障の原因になったりする。

そこで、コンデンサヘッドホンユニットへの湿気の侵入を防止するための防湿膜が、固定極の外側（コンデンサヘッドホンユニットの前後）に取り付けられる。

防湿膜は、１〜６μｍ程度の厚さを有するフィルムを有してなる。防湿膜は、ピンと張ると音声の出力により固有振動を生じさせることになる。そこで、防湿膜は、シワが形成された状態で保持されている。

防湿膜と固定極とは、防湿膜が固定極に接触しない程度の隙間（空気室）を空けて保持される。防湿膜と固定極との間の空気室は、振動板と固定極との間に形成されている空間と連通する。したがって、防湿膜と振動板との間の空気室を密閉状態にすると、防湿膜の外側の気圧（大気圧）の変化により、防湿膜の外側と内側の気圧差が生ずる。この気圧差によって、防湿膜が変位することがある。

防湿膜の変位が発生すると、場合により、防湿膜が固定極に強く押し付けられる状態になってしまう。防湿膜が固定極に強く押し付けられると音響特性が変化してしまうので、これを防がなければならない。以上のような、防湿膜の内側と外側の気圧差に起因する音響特性変化を防止するには、防湿膜の内側と外側の気圧差を無くせばよい。

防湿膜の内側と外側の気圧差を無くすには、空気室の気圧と大気圧とを同一の圧力にする「圧力等価」を行えばよい。そのためには、コンデンサヘッドホンユニットが防湿膜と振動板の間の空気室から外気へと連通する圧力等価構造を備えればよい。

特開２００６−２７０６６３号公報

圧力等価孔は、例えば、固定極を固定する絶縁座の一部を切り欠いて形成することができる。これによって、コンデンサヘッドホンユニットの外縁部から、内部の空気室までを連通する孔が形成される。

しかし、このような圧力等価孔を設けると、コンデンサヘッドホンユニットの内部にゴミやホコリなどの微小な異物が侵入可能になる。固定極と振動板との間隔は、約０．５ｍｍ程度と狭い。よって、固定極と振動板の間の空気室に微小な異物が侵入すると、侵入した異物が振動板の動きを阻害することになる。また、侵入した異物が振動板と固定極との間の隙間を小さくして火花放電を誘引することがある。その結果、発生した火花放電は、振動板を焼損させることもある。

そこで本発明は、防湿膜と振動板の間に形成される空気室の圧力等価を図りつつ、空気室への異物の侵入も防止するコンデンサヘッドホンを提供することを目的とする。

本発明は、振動板リングに張設された振動板と、上記振動板の両側に絶縁座を介して配置される固定極と、上記各固定極の外面側に配置される防湿膜と、を有する、コンデンサヘッドホンユニットであって、上記各固定極は多数の音孔を備えていて、上記各固定極と上記振動板との間に形成される第１空間と、上記各固定極と上記防湿膜との間に形成される第２空間とは、上記音孔を介して連通し上記第２空間は、上記絶縁座と上記防湿膜との間に形成される圧力等価孔を介して外気と連通し、上記圧力等価孔は、壁面に粘着剤が塗布されている、ことを最も主な特徴とする。

本発明によれば、防湿膜と振動板の間に形成される空気室の圧力等価を図りつつ、空気室への異物の侵入も防止できる。そのため、音響特性の良いヘッドホンを提供できる。また、空気室への異物混入による振動板の破壊を防止できる。

本発明に係るコンデンサヘッドホンが備えるコンデンサヘッドホンユニットの実施形態を示す縦断面図である。 上記コンデンサヘッドホンユニットの要部を拡大して示す縦断面図である。 上記コンデンサヘッドホンユニットが備える固定極の正面図である。 上記コンデンサヘッドホンユニットの上面図である。 上記コンデンサヘッドホンユニットの拡大縦断面図である。 上記コンデンサヘッドホンユニットの別の例を示す拡大縦断面図である。 上記コンデンサヘッドホンユニットのさらに別の例を示す拡大縦断面図である。

以下、本発明に係るコンデンサヘッドホン及びコンデンサヘッドホンユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るコンデンサヘッドホンが備えるコンデンサヘッドホンユニット（以下「ユニット１０」という。）の縦断面図である。図１に示すように、ユニット１０は、振動板１と、固定極２と、防湿膜３を、を有してなる。

ユニット１０において、振動板１は前後（図１において左右）に配置される固定極２によって挟持されている。また、振動板１と固定極２の一体物の前後（図１において左右）には、防湿膜３が配置されている。

振動板１と各固定極２との間には、隙間が形成されている。この隙間により形成される第１空間を「第１空気室５１」とする。また、固定極２と防湿膜３との間にも隙間が形成されている。この隙間により形成される第２空間を「第２空気室５２」とする。

振動板１には、図示しない直流電源により、成極電圧が印加されようになっている。固定極２のそれぞれには、図示しない信号線が接続されていて、固定極２に対し、信号電圧が加えられるようになっている。信号線を介して固定極２に対し信号電圧を加えると、信号電圧に応じて振動板１が振動する。この振動板１の振動によって音声が出力される。

次に、ユニット１０の詳細な構造について説明する。図２は、図１に示す矩形Ａの領域部分を拡大した拡大縦断面図である。図２は、ユニット１０を構成する各部材の形状等を分かりやすくするために、各部材を離間させた状態を表している。

図２に示すように、振動板１は、振動板リング１１と、振動膜１２と、を有してなる。振動板リング１１は、絶縁部材からなる。また、振動板リング１１は、振動膜１２を所定の張力をもって張設して保持する振動板保持部材である。振動膜１２は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの合成樹脂膜に金属蒸着膜を形成した膜材である。

各固定極２は、絶縁座２１と、基板２２と、を有してなる。絶縁座２１は、絶縁部材からなる固定極保持部材である。基板２２は、振動膜１２と所定の隙間を形成した状態で、絶縁座２１により保持される板材である。

振動板１の両側に配置した固定極２の絶縁座２１が、振動板リング１１を挟持する。その結果、振動膜１２と基板２２との間に所定の隙間が形成される。絶縁座２１が振動板リング１１を挟持する部分は、径方向における段状の加工がなされている。これは、絶縁座２１と振動板リング１１との嵌まり合いを確実にするためである。

また、絶縁座２１には切り欠き部２１１が形成されている。切り欠き部２１１は、振動板リング１１との対向面の反対側に形成されている。切り欠き部２１は、防湿膜３と相まって圧力等価孔４を形成する。圧力等価孔４の詳細については、後述する。

各固定極２の外面側に配置される防湿膜３は、防湿膜リング３１と、フィルム３２と、を有してなる。防湿膜リング３１は、フィルム３２を保持する保持部材である。フィルム３２は、厚さ１〜６μｍ程度の膜材であって、適度にシワが形成されている。そして、フィルム３２は、防湿膜リング３１に保持される。

次に、固定極２の形状等について説明する。図３は、固定極２の正面図である。図３に示すように、固定極２の形状は、円形である。したがって、固定極２に対向して配置される振動板１と防湿膜３も、固定極２と同様の円形である。

図３に示すように、固定極２は、基板２２と、絶縁座２１と、を有してなる。基板２２は、音を通すための多数の孔（音孔２３）が穿設された多孔板である。絶縁座２１は、基板２２の外周に配置されている。

絶縁座２１には、切り欠き部２１１が形成されている。切り欠き部２１１は、絶縁座２１の径方向において、その面の一部を内周端から外周端までを切り欠いて形成されている。すなわち、切り欠き部２１１は、絶縁座２１の径方向において、所定の長さをもって形成されている。

図４は、ユニット１０の上面図である。図４に示すように、圧力等価孔４は、切り欠き部２１１と、防湿膜リング３１により囲まれて形成される孔である。切り欠き部２１１は、絶縁座２１の一部に形成されている。防湿膜リング３１は、切り欠き部２１１を周方向において覆うように配置されている。

圧力等価孔４は、絶縁座２１の外周端から第２空気室５２（図１を参照）まで至っている。したがって、第２空気室５２は圧力等価孔４により外気と連通する。また、第２空気室５２は、固定極２の基板２２に形成されている複数の音孔２３（図３を参照）によって、第１空気室５１と連通している。すなわち、振動板１と固定極２との間に形成される第１空気室５１は、圧力等価孔４によって外気と連通している。この圧力等価孔４によって、第１空気室５１の気圧と、第２空気室５２の気圧と、大気圧とは等価になる。したがって、大気圧の変化による防湿膜３の変位を防ぐことができる。

なお、圧力等価孔４は、ユニット１０の周方向において、複数箇所に形成されてもよい。圧力等価孔４を複数形成することで、第１空気室５１内の気圧及び第２空気室５２内の気圧を、より確実に、大気圧と等価にすることができる。これによって、大気圧の変動が大きくても、防湿膜３が固定極２に張り付くことを防止できる。

次に、ユニット１０の特徴的な構成について、さらに説明する。図５は、図１に示す矩形Ａの領域を拡大した拡大縦断面図である。図５に示すように、ユニット１０は、圧力等価孔４を構成する壁面に、粘着剤４１が塗布されている。

すでに説明したとおり、圧力等価孔４は、振動板１と防湿膜３との間の空気室の気圧と大気圧を同じ気圧にするために設けられている。図５に示すように、本実施形態に係る圧力等価孔４は、振動板１と防湿膜３との間に配置される固定極２の絶縁座２１の一部を径方向に切り欠いて形成された横断面形状がコの字状の切り欠き部２１１と、防湿膜３の防湿膜リング３１とによって囲まれた孔である。

この圧力等価孔４を構成する壁面の一部に粘着剤４１を塗布する。この粘着剤４１は、圧力等価孔４を通過して空気室へと侵入しようとする塵埃を吸着して集塵する。

圧力等価孔４は、絶縁座２１の径方向を長手方向とする長孔になる。そのため、圧力等価孔４の壁面の一部に粘着性を帯びさせることで、集塵効果が発揮される。

なお粘着剤４１は、圧力等価孔４に粘着性を帯びさせて集塵効果を発揮させるものであればよい。すなわち、圧力等価孔４は、ユニット１０の内部への塵埃の侵入を防止することができればよく、その形状や寸法は、図５に示した例に限られない。また、同様に、粘着剤４１の配置態様は、図５に示した例に限られない。

例えば、図６に示すように、粘着剤４１は、圧力等価孔４の壁面の一部である防湿膜３側に塗布された態様でもよい。防湿膜３は、防湿膜リング３１と絶縁座２１との固着によって、固定極２との隙間を形成した状態で保持される。したがって、絶縁座２１へ固着するために防湿膜リング３１に粘着剤４１を塗布すれば、切り欠き部２１１に相当する位置の粘着剤４１は、図６に示すようになる。これによって、圧力等価孔４に集塵効果を持たせることができる。

また、図７に示すように、粘着剤４１を防湿膜リング３１側と絶縁座２１側の両方に塗布してもよい。この場合、例えば、圧力等価孔４における塵埃の侵入方向の交互に粘着性を帯びた部分が配置されるようにし、粘着剤４１が、圧力等価孔４の長手方向に分散した状態になるように、塗布してもよい。

粘着剤４１は、感圧接着材であって、筆などにより圧力等価孔４の壁面に塗布されてもよい。

なお、第２空気室５２への異物混入防止のみを目的とするならば、圧力等価孔４に通気性素材（例えば、スポンジや不織布など）を配置することも考えられる。しかし、通気性素材を圧力等価孔４に配置した場合、第２空気室５２と外気との空気の流れが阻害されて、圧力等価の効果が弱まる可能性がある。

また、通気性素材を圧力等価孔４に配置した場合、通気性素材自体が経年劣化により微小なチリになることもある。そうすると、圧力等価孔４の壁面部から第２空気室５２へ異物が侵入することになる。

この点、圧力等価孔４の壁面を長手方向において粘着性を帯びた状態にすることで、圧力等価孔４に集塵効果を与える、すなわち、圧力等価孔４の長手方向に沿って粘着剤４１を配置すれば、防塵のための素材の劣化による微小なチリは、生じない。

以上説明したユニット１０は、固定極２と防湿膜３との間の第２空気室５２と外気とを連通させる圧力等価孔４を備えることで、振動板１と固定極２との間の第１空気室５１と、第２空気室５２と、大気の気圧を等価にする。これによって、大気圧の変化による防湿膜３の変位を防ぎ、防湿膜３が固定極２に張り付くことを防ぐことができる。さらに、圧力等価孔４の壁面を、粘着性を帯びた状態にすることで、第２空気室５２及び第１空気室５１への異物の侵入も防ぐことができる。

したがって、ユニット１０によれば、防湿膜３と振動板１の間に形成される空気室の圧力等価を図りつつ、圧力等価孔４からの空気室への異物の侵入も防止することができる。

次に、本発明に係るコンデンサヘッドホンの実施形態について説明する。本実施形態に係るコンデンサヘッドホンは、電気音響変換器を収納したヘッドホン筐体が、ヘッドバンドの端部においてそれぞれ固定されている。そして、このヘッドホン筐体の内部に、すでに説明したユニット１０を収納してなる。

すなわち、本実施形態に係るコンデンサヘッドホンによれば、圧力等価孔から空気室への異物の侵入を防止できる。そのため、防湿膜３と振動板１の間に形成される空気室の圧力等価を図ることができ、音響特性の良いヘッドホンを提供できる。

１ 振動板
２ 固定極
３ 防湿膜
４ 圧力等価孔
１０ コンデンサヘッドホンユニット
４１ 粘着剤

Claims (7)

1. 振動板リングに張設された振動板と、
   上記振動板の両側に絶縁座を介して配置される固定極と、
   上記各固定極の外面側に配置される防湿膜と、
   を有する、コンデンサヘッドホンユニットであって、
   上記各固定極は多数の音孔を備えていて、
   上記各固定極と上記振動板との間に形成される第１空間と、上記各固定極と上記防湿膜との間に形成される第２空間とは、上記音孔を介して連通し、
   上記第２空間は、上記絶縁座と上記防湿膜との間に形成される圧力等価孔を介して外気と連通し、
   上記圧力等価孔は、壁面に粘着剤が塗布されている、
   ことを特徴とするコンデンサヘッドホンユニット。
2. 上記粘着剤は、上記圧力等価孔の上記壁面のうち、上記絶縁座のみに塗布されている、
   請求項１記載のコンデンサヘッドホンユニット。
3. 上記粘着剤は、上記圧力等価孔の上記壁面のうち、上記防湿膜のみに塗布されている、
   請求項１記載のコンデンサヘッドホンユニット。
4. 上記粘着剤は、上記圧力等価孔の上記壁面の長手方向において、上記絶縁座と上記防湿膜の交互に塗布されている、
   請求項１記載のコンデンサヘッドホンユニット。
5. 上記圧力等価孔は、上記固定極に接続する信号線が配置されている、
   請求項１乃至４のいずれかに記載のコンデンサヘッドホンユニット。
6. 上記圧力等価孔は、複数形成されている、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のコンデンサヘッドホンユニット。
7. ヘッドホン筐体に収納されるヘッドホンユニットが、請求項１乃至６のいずれかに記載のコンデンサヘッドホンユニットであることを特徴とするコンデンサヘッドホン。

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